(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するための検出素子と、当該検出素子を加熱するヒータと、を備えるガスセンサに接続されるセンサ制御装置であって、
前記検出素子からの特定ガス濃度に応じた電圧信号を検出する信号処理回路と、
前記検出素子と前記信号処理回路とを接続する信号線に接続されたコンデンサと、
前記ヒータの通電を制御するヒータ制御回路と、
を備えるとともに、
前記信号処理回路が接続される信号系グランドと、前記信号処理回路に流れる電流よりも大きな電流が流される前記ヒータ制御回路及び前記センサ制御装置とは異なる他の電子装置が接続されるパワー系グランドとを、各々独立して備え、
且つ、前記コンデンサの一端が前記信号線に接続されるとともに、該コンデンサの他端が前記信号系グランドに接続されていることを特徴とするセンサ制御装置。
【請求項２】
前記ガスセンサは、被測定ガス中における特定ガスとしてのＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ制御装置。
【請求項３】
前記検出素子のインピーダンスを検出するインピーダンス検出回路を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。
【請求項４】
被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するための検出素子と、当該検出素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサと、
前記ガスセンサに接続される請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ制御装置と、
から構成されることを特徴とするセンサ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関から排出される排ガス等の被測定ガス中の特定成分を検出するガスセンサに接続され、このガスセンサの駆動を制御するセンサ制御装置、及び前記ガスセンサとセンサ制御装置とから構成されるセンサ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のエンジンから排出される排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を検出するガスセンサが知られている。
このガスセンサとしては、第１測定室に流入された被測定ガス（排ガス）中の酸素を外部に汲み出したり、第１測定室に外部から酸素を汲み入れたりして、被測定ガスの酸素濃度を所定の濃度に調整するための第１ポンピングセルと、第１測定室から第２測定室に流入される酸素濃度が調整された被測定ガス中のＮＯｘを分解し、その際にＮＯｘ濃度に応じた電流が電極間に流れる第２ポンピングセルとを有するものが知られている。また、このガスセンサにはヒータが設けられており、ヒータによって各セルを構成する固体電解質体が加熱されることで活性状態が保持される。
【０００３】
そして、この種のガスセンサは、センサ制御装置に接続され、センサ制御装置によって、その動作が制御される。
具体的には、酸素濃度に応じた電流が第１ポンピングセル（詳細には、第１ポンピングセルの電極間）に流れ、又、ＮＯｘ濃度に応じた電流が第２ポンピングセルに流れる。そして、各セルから出力された電流信号は、センサ制御装置内の信号処理回路にて電圧信号に変換される。なお、信号処理回路では、それら電圧信号を用いて酸素濃度、ＮＯｘ濃度の値を示す酸素濃度信号、ＮＯｘ濃度信号が算出され、酸素濃度信号、ＮＯｘ濃度信号は、外部のエンジン制御を司る電子制御装置に出力される。一方、ガスセンサを構成するヒータは、センサ制御装置内のヒータ制御回路により通電制御され、ヒータ電流がＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【０００４】
ここで、ＮＯｘ濃度を検出するための電流（即ち、第２ポンピングセルを流れる電流）はｎＡ（ナノアンペア）オーダであるのに対し、ヒータ電流はＡ（アンペア）オーダである。さらに、信号処理回路とヒータ制御回路は、センサ制御装置内の同一の回路基板上に搭載されている。従って、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ切り替え時に発生するノイズが信号処理回路に乗ってしてしまい、ＮＯｘ濃度の検出精度が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、この問題を解決するために、例えば、センシング回路（信号処理回路）における基準電位を設定するグランドパターンと、ヒータ制御回路における基準電位を設定するグランドパターンとを、グランド端子部を起点として分離して設けたガス濃度検出装置が提案されている（特許文献１参照）。このガス濃度検出装置では、センシング回路へのヒータ電流の回り込みを防止できるので、センシング回路における基準電位の安定化が実現できる。
【０００６】
ところが、グランド端子部を共有化すると、ヒータがＯＮされている間は、ヒータ電流の影響が強く、信号処理回路の出力電圧が変動してしまうという問題点がある。この場合、ヒータがＯＦＦされている間に、信号処理回路の出力電圧をＡ／Ｄ変換してＡ／Ｄ値をサンプリングすれば問題ない。しかし、ヒータのＯＮ／ＯＦＦに関わらず、サンプリングしたＡ／Ｄ値を平均化処理する場合、この平均値は実際の値よりもずれてしまう。
【０００７】
従って、ヒータ電流による信号処理回路への影響を最小限に抑えるためには、信号処理回路のグランドと、ヒータ制御回路のグランドとを別々に設けるのが望ましいので、各グランドを別個に設けた技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
また、このような従来技術においては、図８に示す様に、外乱（ノイズ）の影響を低減するために、ガスセンサとセンサ制御装置の信号処理回路（例えばセンサ制御回路１、２）とをつなぐ信号線に、コンデンサが接続されていた。
【０００９】
詳しくは、コンデンサの一端が、センサ制御装置の接続端子と信号処理回路との間の信号線に接続されるとともに、コンデンサの他端が、信号処理系に比べて大電流が制御されるヒータ制御回路用のグランド（パワー系グランド）に接続されていた。
【００１０】
ここで、コンデンサの他端がヒータ制御回路用のグランドに接続されていたのは、通常、大電流用のグランドの配線は、幅が広く且つ短く設定されているので、仮にこのグランドにノイズが乗った場合でも、そのノイズはコンデンサを介して信号処理回路まで到達しにくいと考えられていたからである。なお、図８において、ＶＳ＋、ＩＰ１＋、ＣＯＭ、ＩＰ２＋、ＰＧＮＤは、各センサからの信号が入力される接続端子を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２１２２８４号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の様に、信号処理回路用のグランド（ＳＧＮＤ）とヒータ制御回路用のグランド（ＰＧＮＤ）とを別個に設け、更に、信号線にコンデンサを接続した場合でも、場合によっては、信号処理回路にノイズが乗ることがあった。
【００１３】
つまり、従来では、コンデンサの一端を信号線に接続するとともに、コンデンサの他端をヒータ制御回路用のグランドに接続していたので、センサ制御装置単体でＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility:電磁両立性）試験を行う場合には問題は無いものの、このセンサ制御装置を、他の複数の電子制御装置（ＥＣＵ）や複数のアクチュエータ等（即ち他の電子機器）が搭載されている車両に適用する場合には、他のＥＣＵや電子機器の影響で信号線にノイズが重畳することがあった。
【００１４】
具体的には、実際の車両においては、センサ制御装置以外に、複数のＥＣＵ（特にヒータ制御回路のような大電流が流されるＥＣＵ）や、これらのＥＣＵによって制御されるモータやソレノイド等の大電流が流される電子機器も搭載されているが、これらのＥＣＵや電子機器は、一般的にヒータ制御回路用のグランド（パワー系グランド）に接続されるので、例えばモータ駆動ノイズがヒータ制御回路用のグランドに乗ると、このノイズがセンサ制御装置に影響を与え、結果として、センサ出力が変動することがあった。
【００１５】
例えば、ヒータ制御回路用のグランドにノイズが入り、そのノイズがコンデンサを介して信号処理回路に回り込んだ場合に、そのノイズが例えば検出素子（起電力セル）の抵抗（Ｒｐｖｓ）を測定する際の測定パルスと同期したときには、検出素子の抵抗を求めるための電圧値が変動してしまい、結果として、検出素子の抵抗（従って検出素子の温度）を精度良く求めることができないという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、外乱による影響を少なくして、センサ出力の変動を小さくすることができるセンサ制御装置及びセンサ制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
（１）上記目的を達成するために、本発明のセンサ制御装置は、請求項１に記載の様に、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するための検出素子と、当該検出素子を加熱するヒータと、を備えるガスセンサに接続されるセンサ制御装置であって、前記検出素子からの特定ガス濃度に応じた電圧信号を検出する信号処理回路と、前記検出素子と前記信号処理回路とを接続する信号線に接続されたコンデンサと、前記ヒータの通電を制御するヒータ制御回路と、を備えるとともに、前記信号処理回路が接続される信号系グランドと、前記信号処理回路に流れる電流よりも大きな電流が流される前記ヒータ制御回路及び前記センサ制御装置とは異なる他の電子装置が接続されるパワー系グランドとを、各々独立して備え、且つ、前記コンデンサの一端が前記信号線に接続されるとともに、該コンデンサの他端が前記信号系グランドに接続されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明では、パワー系グランドと信号系グランドとを各々独立して備え、さらに図１に例示する様に、コンデンサの一端が信号線に接続されるとともに、コンデンサの他端が信号系グランドに接続されているので、パワー系グランドにヒータ制御回路やセンサ制御装置とは異なる他の電子装置（例えばセンサ制御装置以外の他の電子制御装置や電子機器の様な大電流が流される電子装置）が接続されている場合でも、ヒータ制御回路に流れるヒータ電流や他の電子装置に流れる電流が、センサ出力に影響を与えることを抑制できる。つまり、本発明では、外乱（ノイズ）が信号処理回路の出力に影響するのを抑制できるので、特定ガス濃度の検出精度が向上するという顕著な効果を奏する。
【００１９】
例えば、実際の車両においては、大電流が流れる各種の電子制御装置や（モータ、ソレノイド等の）電子機器等の他の電子装置が、パワー系グランドに接続されているので、ヒータ制御回路や他の電子装置に流れる大電流によって、（パワー系グランドに接続されたコンデンサを介して）センサ出力が変動することがある。これに対し、本発明では、パワー系グランドに接続される装置よりも流れる電流の小さな信号処理回路が接続された信号系グランドにコンデンサを接続しているので、信号処理回路は上述した大電流の影響を受け難く、よって、センサ出力の変動を抑制できるという顕著な効果を奏する。
【００２０】
ここで、前記他の電子装置とは、信号処理回路に流れる電流よりも大きな電流が流れる例えば電子制御装置（ＥＣＵ）や、モータやソレノイド等のアクチュエータなどを示している。
【００２１】
また、パワー系グランドと信号系グランドが独立しているとは、ヒータ制御回路及びセンサ制御装置とは異なる他の電子装置が共通して接続されるグランドと、信号処理回路が接続されるグランドとが、別々に設けられていることを意味している。
【００２２】
なお、信号系グランドに接続される信号処理回路として、例えば数百ｍＡ以下の電流が流される回路が挙げられる。一方、パワー系グランドに接続されるヒータ制御回路及び他の電子装置としては、例えば数Ａ以上の電流が流される装置が挙げられる。例えば、信号系グランドに接続される信号処理回路に流される電流の値としては、パワー系グランドに接続されるヒータ制御回路及び他の電子装置に流される電流の値より１桁以上小さな値が挙げられる。
【００２３】
（２）本発明は、請求項２に記載の様に、被測定ガス中における特定ガスとしてのＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサに適用できる。
本発明は、ＮＯｘ濃度に応じて電流を濃度対応信号の一種として扱うＮＯｘセンサのように、微弱な電流を扱うガスセンサに用いると好適である。特に、本発明は、固体電解質体に一対の電極を設けたセルを複数有し、そのうちの１つのセルにてＮＯｘ濃度に応じた電流を流す構成のＮＯｘセンサに用いると好適である。つまり、本発明では、ヒータ制御回路に流れるヒータ電流や他の電子装置に流れる電流の様な（信号処理回路に流れる電流に比べて）大きな電流が、信号処理回路の出力に影響するのを抑制できるので、ＮＯｘ濃度の検出精度を向上できる。
【００２４】
（３）本発明は、請求項３に記載の様に、検出素子のインピーダンスを検出するインピーダンス検出回路を備えたガスセンサ制御装置に適用できる。
センサ制御装置においては、検出素子のインピーダンスを測定し、その測定結果から検出素子の温度を求め、この検出素子の温度に基づいてヒータを制御することができる。
【００２５】
特に、本発明では、上述した構成によって、検出素子のインピーダンスを測定する際に、外乱（ノイズ）の影響が少ないので、精度良くインピーダンスを測定することができる。よって、このインピーダンスに基づいて検出素子の温度を精度良く検出できるので、ヒータを好適に制御して、検出素子の温度を精度良く設定できる。その結果、特定ガス濃度の検出精度を一層向上できる。
【００２６】
（４）本発明のセンサ制御システムは、請求項４に記載の様に、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するための検出素子と、当該検出素子を加熱するヒータとを備えるガスセンサと、前記ガスセンサに接続される請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ制御装置とから構成されることを特徴とする。
【００２７】
このセンサ制御システムを、例えば内燃機関（エンジン）、エンジン制御を司る電子制御装置等の電子制御装置、車両を制御する各種のアクチュエータ等を搭載した車両に適用することで、電子制御装置は、センサ制御装置から出力された精度の良い濃度信号を受信でき、その濃度信号に基づいて内燃機関の制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の要部を例示して説明するための説明図である。
【図２】実施形態における内燃機関の排気系周りの概略的な構成を示す図である。
【図３】センサ制御装置と、センサ制御装置に接続されたＮＯｘセンサの概略的な構成を示す図である。
【図４】起電力セルの抵抗を測定する際のΔＶｓの変化を示すタイミングチャートである。
【図５】センサ制御装置の回路基板上に搭載された電子部品等の概略的な配置構成を示す図である。
【図６】本発明例の実験データを示すグラフである。
【図７】比較例の実験データを示すグラフである。
【図８】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化したセンサ制御装置及びセンサ制御システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
ここでは、被測定ガスである排気ガス中における特定ガスとしてのＮＯｘ濃度を検出できるＮＯｘセンサと、そのＮＯｘセンサの制御を行うセンサ制御装置と、センサ制御装置が取り付けられる内燃機関について説明する。
【００３０】
ａ）まず、センサ制御装置を備えた内燃機関のシステム構成について、図２を参照して説明する。
図２は、内燃機関１の排気系周りの概略的な構成を示す図である。なお、本実施形態では、センサ制御装置２がＮＯｘセンサ１０と接続され、このＮＯｘセンサ１０と共にセンサ制御システムを構成している。
【００３１】
図２に示す様に、内燃機関１は、自動車を駆動するためのエンジン５を有し、このエンジン５には、エンジン５から排出される排気ガスを車外に放出するための排気管６が接続され、排気管６の経路上には、排気ガスの浄化を行うためのＮＯｘ選択還元触媒７が設けられている。
【００３２】
ＮＯｘ選択還元触媒７は、ＮＯｘ還元剤（尿素水）と反応させて無害なＮ2とＨ2Ｏとに還元する触媒である。なお、図示しないが、ＮＯｘ選択還元触媒７の上流側には、排気管６内に尿素水を噴射するためのインジェクタが設けられている。
【００３３】
また、排気管６の経路上でＮＯｘ選択還元触媒７の下流側には、排気ガス中のＮＯｘの濃度を検出するためのＮＯｘセンサ１０が配設されている。ＮＯｘセンサ１０は、センサ制御装置２とハーネス（信号線束）４を介して電気的に接続されており、センサ制御装置２によって制御されてＮＯｘ濃度の検出を行い、ＮＯｘ選択還元触媒７の異常の有無等を検出するのに用いられる。
【００３４】
更に、センサ制御装置２は、バッテリ８から電力の供給を受けて駆動される。
そして、ＮＯｘセンサ１０を用いて検出したＮＯｘ濃度の検出信号（濃度信号）は、ＣＡＮ（車載用ネットワーク）９１を介して接続されたエンジン制御全般を司る電子制御装置９（以下ＥＣＵ９と略す）に出力される。
【００３５】
ｂ）次に、センサ制御装置２とＮＯｘセンサ１０について、図３を参照して詳細に説明する。
図３は、センサ制御装置２と、センサ制御装置２に接続されたＮＯｘセンサ１０の概略的な構成を示す図である。なお、図３において、ＮＯｘセンサ１０のセンサ素子１００は、先端側部分における内部構造の断面を示しており、図中左側がセンサ素子１００の先端側である。
【００３６】
図３に示す様に、ＮＯｘセンサ１０は、細長で長尺な板状体の形状をなすセンサ素子１００を、排気管６（図２参照）に取り付けるためのハウジング（図示外）内で保持した構造を有する。ＮＯｘセンサ１０からは、このセンサ素子１００の出力する信号を取り出すためのコネクタ付きのハーネス４が引き出され、このハーネス４がセンサ制御装置２のセンサ端子部３０に接続されている。これにより、ＮＯｘセンサ１０とセンサ制御装置２とが電気的に接続されている。以下、各構成について説明する。
【００３７】
・まず、センサ素子１００の構造について説明する。
図３に示す様に、センサ素子１００は、３枚の板状の固体電解質体１１１、１２１、１３１の間にアルミナ等からなる絶縁体１４０、１４５をそれぞれ挟み、層状をなすように形成したものである。これらの固体電解質体１１１、１２１、１３１は、ジルコニアからなり、酸素イオン伝導性を有する。
【００３８】
また、固体電解質体１３１側の外層（図２における下側）には、アルミナを主体とするシート状の絶縁層１８１、１８２が積層され、その間にＰｔを主体とするヒータパターン１８３を埋設したヒータ１８０が設けられている。
【００３９】
前記固体電解質体１１１の両面（センサ素子１００の積層方向における両面：以下同様）には、固体電解質体１１１を挟むように多孔質性の電極１１２、１１３が各々設けられている。この電極１１２、１１３は、Ｐｔ又はＰｔ合金或いはＰｔとセラミックスを含むサーメットなどから形成されている。さらに、電極１１２、１１３の表面上には、セラミックスからなる多孔質性の保護層１１４が設けられ、電極１１２、１１３が排気ガスに含まれる被毒成分に晒されることによって劣化しないように保護している。
【００４０】
また、固体電解質体１１１は、両電極１１２、１１３間に電流を流すことで、電極１１２の接する雰囲気（センサ素子１００の外部の雰囲気）と電極１１３の接する雰囲気（後述する第１測定室１５０内の雰囲気）との間で、酸素の汲み出しおよび汲み入れ（いわゆる酸素ポンピング）を行うことができる。なお、本実施形態では、固体電解質体１１１および電極１１２，１１３から構成されるセルを、第１ポンピングセル（以下、「Ｉｐ１セル」という）１１０と称する。
【００４１】
前記固体電解質体１２１は、絶縁体１４０を挟んで固体電解質体１１１と対向するように配置されている。この固体電解質体１２１の両面にも、固体電解質体１２１を挟むように多孔質性の電極１２２，１２３がそれぞれ設けられており、同様に、Ｐｔ又はＰｔ合金或いはＰｔとセラミックスを含むサーメットなどから形成されている。そのうちの電極１２２は、固体電解質体１１１と向き合う側の面に形成されている。
【００４２】
さらに、固体電解質体１１１と固体電解質体１２１との間には、小空間としての第１測定室１５０が形成されている。そして、固体電解質体１１１側の電極１１３と、固体電解質体１２１側の電極１２２とが、第１測定室１５０内に配置されている。この第１測定室１５０は、排気管６（図２参照）内を流通する排気ガスがセンサ素子１００内に最初に導入される空間である。
【００４３】
そして、第１測定室１５０のセンサ素子１００における先端側には、第１測定室１５０内外の仕切りとして、第１測定室１５０内への排気ガスの単位時間あたりの流通量を制限する多孔質状のセラミックからなる第１拡散抵抗部１５１が設けられている。同様に、第１測定室１５０のセンサ素子１００における後端側にも、後述する第２測定室１６０につながる開口部１４１と第１測定室１５０との仕切りとして、排気ガスの単位時間あたりの流通量を制限する多孔質状のセラミックからなる第２拡散抵抗部１５２が設けられている。
【００４４】
このような固体電解質体１２１および両電極１２２、１２３から構成されるセルは、主として、固体電解質体１２１により隔てられた雰囲気（電極１２２の接する第１測定室１５０内の雰囲気と、電極１２３の接する基準酸素室１７０（後述）内の雰囲気）間の酸素分圧に応じて起電力を発生する。なお、本実施形態では、固体電解質体１２１および電極１２２、１２３から構成されるセルを、起電力セル（以下、「Ｖｓセル」という）１２０と称する。
【００４５】
前記固体電解質体１３１は、絶縁体１４５を挟んで固体電解質体１２１と対向するように配置されている。固体電解質体１３１の固体電解質体１２１側の面にも同様に、Ｐｔ又はＰｔ合金或いはＰｔとセラミックスを含むサーメットなどから形成された多孔質性の電極１３２、１３３がそれぞれ設けられている。
【００４６】
電極１３２が形成された位置には、絶縁体１４５が配置されておらず、独立した基準酸素室１７０が形成されている。この基準酸素室１７０内には、Ｖｓセル１２０の電極１２３が配置されている。なお、基準酸素室１７０内には、セラミック製の多孔質体が充填されている。また、電極１３３が形成された位置にも絶縁体１４５が配置されておらず、基準酸素室１７０との間に絶縁体１４５を隔て、独立した小空間としての第２測定室１６０が形成されている。そして、この第２測定室１６０に連通するように、固体電解質体１２１および絶縁体１４０のそれぞれに、開口部１２５および開口部１４１が設けられており、前述したように、第１測定室１５０と開口部１４１とが、間に第２拡散抵抗部１５２を挟んで接続されている。
【００４７】
固体電解質体１３１および両電極１３２、１３３は、絶縁体１４５により隔てられた雰囲気（電極１３２が晒される雰囲気と、電極１３３の接する第２測定室１６０内の雰囲気）間にて、酸素の汲み出しを行う。なお、本実施形態では、固体電解質体１３１および両電極１３２，１３３から構成されるセルを、第２ポンピングセル（以下、「Ｉｐ２セル」という）１３０と称する。
【００４８】
・次に、センサ制御装置２の構成について説明する。
図３に示す様に、センサ制御装置２の有する回路基板２０上には、電源回路２１、マイクロコンピュータ２２、ＣＡＮ回路２９、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６、Ｉｐ２セル制御回路２７、ヒータ制御回路２８等が実装されている。
【００４９】
電源回路２１は、外部回路端子部３１のＢＡＴ端子を通じて接続されたバッテリ８から電力の供給を受けると共に、ＧＮＤ１端子を通じて接続されたＥＣＵ９のグランド電位に接続されている（なお、以下では、「グランド電位に接続されている」を「接地されている」とも表現する）。
【００５０】
つまり、電源回路２１は、ＧＮＤ１端子を介して、ＥＣＵ９が接地されるグランドである信号系グランド（ＳＧＮＤ）に接続されている。この信号系グランドとは、ＥＣＵ９や他の信号処理回路（例えばＩｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６やＩｐ２セル制御回路２７）の様な低電流（例えば数百ｍＡ以下）で駆動される電子回路の接地のためのグランドである。
【００５１】
また、電源回路２１には、マイクロコンピュータ２２、ＣＡＮ回路２９、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６、Ｉｐ２セル制御回路２７が各々接続され、それぞれ回路を駆動するために必要な電力の供給を受けている。
【００５２】
マイクロコンピュータ２２は、公知の構成のＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４およびＲＡＭ２５を内蔵し、さらにＣＰＵ２３に接続された信号入出力部２２１と、該信号入出力部２２１に接続されたＡ／Ｄコンバータ２２２とを内蔵している。
【００５３】
Ａ／Ｄコンバータ２２２には、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６およびＩｐ２セル制御回路２７が各々接続されている。ＣＰＵ２３には、ヒータ制御回路２８が接続されている。
【００５４】
なお、図示しないが、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６およびＩｐ２セル制御回路２７は、マイクロコンピュータ２２からの制御信号を受信するように構成されている。
また、マイクロコンピュータ２２は、外部回路端子部３１のＧＮＤ１端子を通じてＥＣＵ９のグランド電位に接続されている。即ち、マイクロコンピュータ２２は、ＧＮＤ１端子を介して、信号系グランド（ＳＧＮＤ）に接地されている。
【００５５】
このような構成により、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６、Ｉｐ２セル制御回路２７およびヒータ制御回路２８は、マイクロコンピュータ２２による制御を受けて、センサ素子１００およびヒータ１８０の駆動を行う。
【００５６】
また、マイクロコンピュータ２２は、Ａ／Ｄコンバータ２２２および信号入出力部２２１を介して入力される電流Ｉｐ１（詳細には、電流Ｉｐ１を電圧変換した信号）、および、電流Ｉｐ２（詳細には、電流Ｉｐ２を電圧変換した信号）に基づいて、酸素濃度、ＮＯｘ濃度を算出する。
【００５７】
・次に、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６について説明する。
図３に示す様に、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６は、基準電圧比較回路２６１、Ｉｐ１ドライブ回路２６２、Ｖｓ検出回路２６３、Ｉｃｐ供給回路２６４、および抵抗検出回路２６５から構成されている。
【００５８】
基準電圧比較回路２６１は、Ｖｓ検出回路２６３に検出されたＶｓセル１２０の電極１２２，１２３間の電圧Ｖｓを、基準となる基準電圧（例えば４２５ｍＶ）と比較するための回路であり、その比較結果をＩｐ１ドライブ回路２６２に対し出力する。
【００５９】
Ｉｐ１ドライブ回路２６２は、センサ端子部３０のＩＰ１端子、ＣＯＭ端子を通じて接続されたＩｐ１セル１１０の電極１１２、１１３間に電流Ｉｐ１を供給するための回路であり、基準電圧比較回路２６１の出力に基づいて電流Ｉｐ１の大きさや向きを調整する。
【００６０】
また、Ｉｐ１ドライブ回路２６２は、Ｉｐ１セル１１０の電極１１２、１１３間に流れる電流Ｉｐ１を検出するための回路でもあり、検出された電流Ｉｐ１（詳細には、電流Ｉｐ１を電圧変換した信号）はマイクロコンピュータ２２に出力される。
【００６１】
Ｖｓ検出回路２６３は、センサ端子部３０のＶＳ端子、ＣＯＭ端子を通じて接続された電極１２２、１２３間の電圧（起電力）Ｖｓを検出するための回路であり、その検出値を基準電圧比較回路２６１に対し出力する。
【００６２】
Ｉｃｐ供給回路２６４は、Ｖｓセル１２０の電極１２２，１２３間に電流Ｉｃｐを供給し、第１測定室１５０内から基準酸素室１７０内への酸素の汲み出しを行っており、電極１３２を酸素基準の電極として機能させている。
【００６３】
抵抗検出回路２６５は、Ｖｓセル１２０のインピーダンス（内部抵抗）を検出するための回路である。このＶｓセル１２０のインピーダンス（内部抵抗）の測定方法は公知であるが、以下、内部抵抗の測定方法について簡単に説明する。
【００６４】
Ｖｓセル１２０に形成された電極１２２、１２３間に、抵抗検出回路２６５に設けた定電流源回路（図示せず）から定電流Ｉを流し、それによって生じた電極１２２、１２３間の電圧Ｖの変化量を抵抗検出回路２６５によって測定する。そして、マイクロコンピュータ２２のＣＰＵ２３にて、電圧Ｖの変化量と定電流Ｉの値とに基づき、内部抵抗値を演算する。
【００６５】
より詳細には、図４に示す様に、Ｖｓセル１２０に定電流回路から定電流Ｉを流す前の電極１２２、１２３間の電圧と、定電流Ｉを流してからの一定時間後の電極１２２、１２３間の電圧との差電圧ΔＶｓを、抵抗検出回路２６５に設けた差動増幅回路（図示せず）を介して測定する。そして、マイクロコンピュータ２２のＣＰＵ２３により、差電圧ΔＶｓと定電流Ｉの値とに基づいてＶｓセル１２０の内部抵抗値を演算する。
【００６６】
ここで、Ｖｓセル１２０に流す定電流Ｉと、その定電流Ｉによって得られるＶｓセル１２０の電極１２２、１２３間の電圧について、更に詳細に説明する。
図４に示す様に、所定の時間（Ｔ１：例えば５０ｍｓ）毎に、抵抗測定用の一定電流（−Ｉconst）を所定時間（Ｔ２：例えば６０μｓ）にわたりＶｓセル１２０に流す。この電流（−Ｉconst）の極性は、Ｖｓセル１２０に生じる内部起電力と逆極性であるので、この電流（−Ｉconst）によって、同図に示す様に、Ｖｓセル１２０の両端の電圧は低下する。
【００６７】
そして、この電流（−Ｉconst）の印加を開始した後、所定時間（Ｔ３：例えば３０μｓ）が経過してから、当該時点での差電圧（低下した電圧）ΔＶｓを測定する。その後、Ｖｓセル１２０に、前記電流（−Ｉconst）とは逆極性の電流（＋Ｉconst）を所定時間（Ｔ４：例えば６０μｓ）印加する。
【００６８】
つまり、上述の様に、Ｖｓセル１２０に対して、所定期間（Ｔ１）毎に極性を変えた電流を流すことによって得られる差電圧ΔＶｓから、Ｖｓセル１２０の内部抵抗を測定するのである。
【００６９】
また、図３に示す様に、Ｉｐ１セル１１０の第１測定室１５０側の電極１１３、Ｖｓセル１２０の第１測定室１５０側の電極１２２、および後述するＩｐ２セル１３０の第２測定室１６０側の電極１３３は、センサ端子部３０のＣＯＭ端子を通じて、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６の基準電位に接続されている。
【００７０】
さらに、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６は、外部回路端子部３１のＧＮＤ１端子を通じてＥＣＵ９で接地されている。即ち、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６は、信号系グランドに接地されている。また、Ｉｐ１ドライブ回路２６２、Ｖｓ検出回路２６３、Ｉｃｐ供給回路２６４、および抵抗検出回路２６５も、ＧＮＤ１端子を介して信号系グランドに接地されている。
【００７１】
詳しくは、Ｉｐ１ドライブ回路２６２とＩＰ１端子との間の信号線にコンデンサ３０１の一端が接続されるとともに、コンデンサ３０１の他端がＧＮＤ１端子を介して信号系グランドに接地されている。
【００７２】
なお、このコンデンサ３０１としては、信号線等に重畳するノイズを除去するためのものである（なお、後述する他のコンデンサ３０３〜３０７も同様である）。
同様に、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６とＣＯＭ端子との間の信号線にコンデンサ３０３の一端が接続されるとともに、コンデンサ３０３の他端がＧＮＤ１端子を介して信号系グランドに接地されている。
【００７３】
同様に、Ｖｓ検出回路２６３、Ｉｃｐ供給回路２６４、および抵抗検出回路２６５とＶｓ端子との間の信号線にコンデンサ３０５の一端が接続されるとともに、コンデンサ３０５の他端がＧＮＤ１端子を介して信号系グランドに接地されている。
【００７４】
なお、電流Ｉｐ１の大きさや向きは、基準電圧比較回路２６１によるＶｓセル１２０の電極１２２，１２３間の電圧の比較結果に基づいて、Ｖｓセル１２０の電極１２２，１２３間の電圧が予め設定された基準電圧と略一致するように調整される。その結果、Ｉｐ１セル１１０により、第１測定室１５０内からセンサ素子１００外部への酸素の汲み出し、或いはセンサ素子１００外部から第１測定室１５０内への酸素の汲み入れが行われる。換言すると、Ｉｐ１セル１１０では、Ｖｓセル１２０の電極１２２，１２３間の電圧が一定値（基準電圧の値）に保たれるように、第１測定室１５０内における酸素濃度の調整が行われる。
【００７５】
・次に、Ｉｐ２セル制御回路２７について説明する。
図３に示す様に、Ｉｐ２セル制御回路２７は、Ｉｐ２検出回路２７１およびＶｐ２印加回路２７２から構成されている。
【００７６】
Ｉｐ２検出回路２７１は、センサ端子部３０のＩＰ２端子を通じて接続されたＩｐ２セル１３０の電極１３２から、ＣＯＭ端子を通じて接続された電極１３３に流れた電流Ｉｐ２の値の検出を行う回路である。なお、検出された電流Ｉｐ２（詳細には、電流Ｉｐ２を電圧変換した信号）はマイクロコンピュータ２２に出力される。
【００７７】
Ｖｐ２印加回路２７２は、Ｉｐ２セル１３０の電極１３２，１３３間へ所定の電圧Ｖｐ２（例えば４５０ｍＶ）を印加するための回路であり、第２測定室１６０内から基準酸素室１７０へ酸素の汲み出しが行われる。そして、Ｉｐ２セル制御回路２７は、外部回路端子部３１のＧＮＤ１端子を通じてＥＣＵ９で接地されている（即ち、信号系グランドに接地されている）。
【００７８】
また、Ｉｐ２検出回路２７１およびＶｐ２印加回路２７２とＩＰ２端子との間の信号線にコンデンサ３０７の一端が接続されるとともに、コンデンサ３０７の他端がＧＮＤ１端子を介して信号系グランドに接地されている。
【００７９】
・次に、ヒータ制御回路２８について説明する。
図３に示す様に、ヒータ制御回路２８はＣＰＵ２３により制御され、ヒータ１８０のヒータパターン１８３に電流を流し、固体電解質体１１１，１２１，１３１（換言すると、Ｉｐ１セル１１０、Ｖｓセル１２０、Ｉｐ２セル１３０）の加熱を行う回路である。このヒータ制御回路２８には、ヒータパターンへの通電をＯＮ／ＯＦＦ制御するための周知のスイッチング素子（例えばＦＥＴ）が設けられている。
【００８０】
ヒータパターン１８３は、ヒータ１８０内でつながる一本の電極パターンである。このヒータパターン１８３の一方の端部は、センサ端子部３０のＨＴＲ（＋）端子を通じて外部回路端子部のＢＡＴ端子に接続され、バッテリ８の電力が供給されるようになっている。さらに、ヒータパターン１８３の他方の端部は、ＨＴＲ（−）端子を通じてヒータ制御回路２８が接続されている。
【００８１】
そして、ヒータ制御回路２８は、外部回路端子部３１のＧＮＤ２端子を通じてバッテリ８のグランド電位に接続されている。つまり、ヒータ制御回路２８は、他の回路と異なりＧＮＤ２端子を通じてＥＣＵ９とは独立した別配線でバッテリ８にて接地されている。
【００８２】
すなわち、ヒータ制御回路２８は、ＧＮＤ２端子を介して、信号系グランド（ＳＧＮＤ）とは独立して設けられたパワー系グランド（ＰＧＮＤ）に接続されている。このパワー系グランドとは、ＥＣＵ９や他の信号処理回路（例えばＩｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６やＩｐ２セル制御回路２７）の様な低電流（例えば数百ｍＡ以下）で駆動される電子回路の接地のためのグランドではなく、それより大電流（例えば数Ａ以上）の電流が流される電子装置が接地されるグランドである。
【００８３】
このような構成において、ヒータ制御回路２８を構成するスイッチング素子のスイッチング動作をＣＰＵ２３によるＰＷＭ通電制御を行うことで、ヒータパターン１８３に電流を流す公知の制御を行う。
【００８４】
なお、ヒータパターン１８３へのＰＷＭ通電制御を行うにあたっては、センサ素子１００のインピーダンス（具体的には、Ｖｓセルの１２０のインピーダンス）を検出し、このインピーダンスが目標値になるようにヒータに供給する電力のデューティ比を算出して行ってもよいし、内燃機関の運転状態に基づいてヒータに供給する電力のデューティ比を算出して行ってもよい。これらのヒータパターン１８３へのＰＷＭ通電制御の具体的な手法は公知であるため、説明は省略する。
【００８５】
・次に、ＣＡＮ回路２９について説明する。
図３に示す様に、ＣＡＮ回路２９は、ＥＣＵ９との間でＣＡＮ（Controller Area Network）で通信するための回路である。ＣＡＮ回路２９は、信号入出力部２２１を介してＣＰＵ２３に接続されると共に、外部回路端子部３１のＣＡＮ（＋）端子，ＣＡＮ（−）端子に接続されている。そして、これらＣＡＮ（＋）端子，ＣＡＮ（−）端子は、ＣＡＮ９１を介してＥＣＵ９に接続されている。
【００８６】
これにより、ＣＰＵ２３とＥＣＵ９との間でＣＡＮ通信が可能となっており、マイクロコンピュータ２２（ＣＰＵ２３）にて算出された電流Ｉｐ１に基づく酸素濃度情報や、電流Ｉｐ２に基づくＮＯｘ濃度情報が通信出力される。また、ＣＡＮ回路２９は、外部回路端子部３１のＧＮＤ１端子を通じてＥＣＵ９で接地されている。
【００８７】
特に、本実施形態では、ＮＯｘセンサ１０及びセンサ制御装置２は、車両に搭載されており、この車両には、前記バッテリ８やＥＣＵ９以外に、図３に示す様に、車両を制御する各種のアクチュエータとして、例えばポンプを駆動するモータ３１０等が搭載されている。
【００８８】
このモータ３１０は、バッテリ８より電力を受け、ＥＣＵ９からの制御信号によりその動作が制御されるものである。つまり、モータ３１０は、センサ制御装置２やＥＣＵ９より大きな電流によって作動するものであり、そのため、バッテリ８が接地されるパワー系グランドに接地されている。なお、図示しないが、その他のソレノイド等のアクチュエータや（ＥＣＵ９よりも大電流が流される）他の制御回路も、同様に、パワー系グランドに接地される。
【００８９】
ｃ）次に、センサ制御装置２の回路基板２０上における各回路の配置構成について、図５を参照して説明する。
図５は、センサ制御装置２の回路基板２０上に搭載された電子部品等の概略的な配置構成を示す図である。なお、便宜上、回路基板２０は矩形の板状をなすものとし、四方の縁端のうち、センサ端子部３０や外部回路端子部３１が配置された縁端を下端と称し、下端と反対側の縁端を上端と称する。また、残る２つの縁端のうち、センサ端子部３０寄りの縁端を左端、外部回路端子部３１寄りの縁端を右端と称して以下の説明を行う。
【００９０】
図５に示す様に、センサ制御装置２の１つの回路基板２０上には、電源回路２１、マイクロコンピュータ２２、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６、Ｉｐ２セル制御回路２７、ヒータ制御回路２８、ＣＡＮ回路２９、センサ端子部３０、外部回路端子部（ＥＣＵ端子部）３１が実装されている。
【００９１】
Ｉｐ２セル制御回路２７は、センサ端子部３０よりも上端側で左端に沿って配置されている。また、外部回路端子部３１よりも上端側で右端寄りの位置には電源回路２１とヒータ制御回路２８が配置され、そのうちの電源回路２１がヒータ制御回路２８よりも上端側に配置されている。マイクロコンピュータ２２は、Ｉｐ２セル制御回路２７と電源回路２１との間で上端寄りの位置に配置されている。
【００９２】
さらに、マイクロコンピュータ２２とセンサ端子部３０との間に、Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６が配置されている。Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６は、Ｉｐ２セル制御回路２７と隣り合うように配置されており、ヒータ制御回路２８とは離れて配置されている。そして、電源回路２１の下端側にＣＡＮ回路２９が配置されている。
【００９３】
また、センサ端子部３０は、ＮＯｘセンサ１０（図２参照）と接続するためのハーネス４の各線が電気的に接続される各端子（ＩＰ１端子，ＩＰ２端子，ＶＳ端子，ＣＯＭ端子，ＨＴＲ（＋）端子，ＨＴＲ（−）端子）が列設された端子部であり、回路基板２０の板面において、一縁端に寄って配置されている。
【００９４】
そして、外部回路端子部３１は、このセンサ端子部３０と並んで同一縁端に沿って配置されている。外部回路端子部３１には、ＥＣＵ９との通信用のＣＡＮ９１を接続するための端子（ＣＡＮ（＋），ＣＡＮ（−））と、バッテリ８からの信号線を接続するための端子（ＢＡＴ）と、信号系の駆動回路であるＩｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６、Ｉｐ２セル制御回路２７、パワー系の駆動回路であるヒータ制御回路２８を接地するための端子（ＧＮＤ２端子）と、ＣＡＮ回路２９を接地するための端子（ＧＮＤ１端子）とが各々列設されている。
【００９５】
このように、外部回路端子部３１では、信号系の駆動回路（具体的には、電源回路２１，マイクロコンピュータ２２，Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路２６，Ｉｐ２セル制御回路２７、ＣＡＮ回路２９）を接地するためのＧＮＤ１端子と、パワー系の駆動回路（具体的には、ヒータ制御回路２８）を接地するためのＧＮＤ２端子とを互いに別々に設けている。さらに、ＧＮＤ１端子をＥＣＵ９のグランド電位（信号系グランド）に接地し、ＧＮＤ２端子をバッテリ８のグランド電位（パワー系グランド）に接地している。
【００９６】
即ち、パワー系のグランドと信号系のグランドについて、回路基板２０と、外部装置であるＥＣＵ９およびバッテリ８とを電気的に接続する電気経路とのそれぞれにおいて、互いに独立させている。このように、信号系グランドとパワー系グランドとを独立させることで、信号系の駆動回路に対するヒータ電流や他のアクチュエータ等の電子装置の影響を抑制することができる。
【００９７】
また、電源回路２１、マイクロコンピュータ２２についても、ヒータ制御回路２８とは別にＧＮＤ１端子を通じてＥＣＵ９で接地されているので、即ち信号系グランドに接地されているので、電源回路２１およびマイクロコンピュータ２２の各出力に対して、ヒータ電流や他のアクチュエータ等の電子装置が影響するのを防止することができる。
【００９８】
特に本実施形態では、単に、パワー系グランドと信号系グランドとを独立させるだけではなく、ＮＯｘセンサ１０から信号処理回路に到る信号線にコンデンサ３０１〜３０７の一端を接続するとともに、コンデンサ３０１〜３０７の他端を信号系グランドに接地している。そのため、センサ制御装置２が接続されている回路に、モータ３１０等のアクチュエータなどが接続されている場合でも、そのモータ３１０等の動作によるノイズがセンサ出力に影響を与えることを効果的に防止することができる。
【００９９】
ｄ）次に、ＮＯｘセンサ１０を用いた酸素濃度およびＮＯｘ濃度の検出の際の動作について説明する。
前記図３に示す様に、ＮＯｘセンサ１０のセンサ素子１００を構成する固体電解質体１１１、１２１、１３１は、ヒータ制御回路２８から駆動電流が流されたヒータパターン１８３の昇温に伴い加熱され、活性化する。これにより、Ｉｐ１セル１１０、Ｖｓセル１２０およびＩｐ２セル１３０が動作するようになる。
【０１００】
排気管６（図２参照）内を流通する排気ガスは、第１拡散抵抗部１５１による流通量の制限を受けつつ第１測定室１５０内に導入される。ここで、Ｉｃｐ供給回路２６４によりＶｓセル１２０には電極１２３側から電極１２２側へ電流Ｉｃｐが流されている。このため排気ガス中の酸素は、負極側となる第１測定室１５０内の電極１２２から電子を受け取ることができ、酸素イオンとなって固体電解質体１２１内を流れ、基準酸素室１７０内に移動する。つまり、電極１２２，１２３間で電流Ｉｃｐが流されることによって、第１測定室１５０内の酸素が基準酸素室１７０内に送り込まれている。
【０１０１】
Ｖｓ検出回路２６３では、電極１２２，１２３間の電圧が検出されており、基準電圧比較回路２６１により基準電圧（４２５ｍＶ）と比較されて、その比較結果がＩｐ１ドライブ回路２６２に対し出力されている。ここで、電極１２２，１２３間の電位差が４２５ｍＶ付近で一定となるように、第１測定室１５０内の酸素濃度を調整すれば、第１測定室１５０内の排気ガス中の酸素濃度は所定値（１０-8〜１０-9ａｔｍ）に近づくこととなる。
【０１０２】
そこで、Ｉｐ１ドライブ回路２６２では、第１測定室１５０内に導入された排気ガスの酸素濃度が所定値より薄い場合、電極１１２側が負極となるようにＩｐ１セル１１０に電流Ｉｐ１を流し、センサ素子１００外部から第１測定室１５０内へ酸素の汲み入れを行う。一方、第１測定室１５０内に導入された排気ガスの酸素濃度が所定値より濃い場合、Ｉｐ１ドライブ回路２６２は、電極１１３側が負極となるようにＩｐ１セル１１０に電流Ｉｐ１を流し、第１測定室１５０内からセンサ素子１００外部へ酸素の汲み出しを行う。このときの電流Ｉｐ１の大きさと流れる向きから、排気ガス中の酸素濃度の検出が可能である。なお、酸素濃度は、電流Ｉｐ１（詳細には、電流Ｉｐ１を電圧変換した信号）に基づき、マイクロコンピュータ２２にて算出される。
【０１０３】
このように、第１測定室１５０において酸素濃度が調整された排気ガスは、第２拡散抵抗部１５２を介し、第２測定室１６０内に導入される。第２測定室１６０内で電極１３３と接触した排気ガス中のＮＯｘは、電極１３３を触媒としてＮ2とＯ2に分解（還元）される。そして分解された酸素は、電極１３３から電子を受け取り、酸素イオンとなって固体電解質体１３１内を流れ、電極１３２側に移動する。
【０１０４】
そして、Ｉｐ２セル１３０（電極１３２、１３３間）を流れる電流の変動は、ＮＯｘ濃度に略比例することから、センサ制御装置２では、マイクロコンピュータ２２にて、Ｉｐ２検出回路２７１によりＩｐ２セル１３０を流れる電流Ｉｐ２を検出することにより、排気ガス中のＮＯｘ濃度の検出を行うのである。
【０１０５】
ｅ）次に、本実施形態による効果を確認するために行った実験例について説明する。
［実施例］
まず、本発明の範囲内の実施例について説明する。
【０１０６】
ここでは、前記図３に示す様に、実車（具体的には、排気管のうちでＮＯｘ選択還元触媒の下流側）に、前記実施形態と同様なＮＯｘセンサ及びセンサ制御装置を取り付けた。なお、この実車には、エンジン制御を司る電子制御装置以外に、他の電子制御装置として、ＡＢＳを制御する電子制御装置が搭載され、また、アクチュエータとして、ポンプを駆動するモータ、油圧弁を調整するソレノイドバルブが搭載されている。
【０１０７】
そして、前記実施形態と同様に、小電流（例えば数百ｍＡ以下）が用いられるセンサ制御装置の信号処理回路などは、信号系グランドに接地され、それを上回る大電流が用いられるヒータ制御回路や他の電子制御装置やアクチュエータなどは、パワー系グランドに接地されている。更に、センサとセンサ制御装置との間の信号線に、コンデンサの一端が接続され、コンデンサの他端は信号系グランドに接続されている。
【０１０８】
そして、上述した様に構成された実験用の車両を、雰囲気温度３０℃の環境下に配置し、エンジンを作動させるとともに、ＮＯｘセンサのセンサ素子の温度が７００℃となるようにヒータを制御した。
【０１０９】
そして、この様な条件下において、５０ｍｓ毎にＶｓセルの内部抵抗を測定した。その結果を、図６に示す。この図６は、縦軸に内部抵抗の測定回数（カウント数）を示し、横軸に内部抵抗（Ω）を示したものである。
【０１１０】
この図６から明かな様に、本実施例では、センサ出力がノイズの影響を受けにくいので、内部抵抗の測定ばらつきが小さいことが分かる。
［比較例］
次に、本発明の範囲外の比較例について説明する。
【０１１１】
この比較例では、前記実施例と同様な実車による試験を行った。
但し、この比較例では、小電流が用いられるセンサ制御装置の信号処理回路などは、信号系グランドに接地され、それを上回る大電流が用いられるヒータ制御回路や電子制御装置やアクチュエータなどは、パワー系グランドに接地されているが、センサとセンサ制御装置との間の信号線に、コンデンサの一端が接続され、その他端はパワー系グランドに接続されている。
【０１１２】
そして、前記実施例と同じ条件で実験を行い、５０ｍｓ毎にＶｓセルの内部抵抗を測定した。その結果を、図７に示す。
この図７から明かな様に、本比較例では、前記実施例に比べて、センサ出力がノイズの影響を受け易いので、内部抵抗の測定ばらつきが比較的大きいことが分かる。
【０１１３】
ｆ）以上説明したように、本実施形態のセンサ制御装置２では、外部回路端子部３１において、信号系の駆動回路をグランド電位に接続するためのＧＮＤ１端子と、パワー系の駆動回路をグランド電位に接続するためのＧＮＤ２端子とを互いに別々に設けている。
【０１１４】
そして、ＧＮＤ１端子をＥＣＵ９のグランド電位（信号系グランド）に接続し、ＧＮＤ２端子をバッテリ８のグランド電位（パワー系グランド）に接続している。即ち、パワー系の駆動回路のグランドと信号系の駆動回路のグランドとについて、回路基板２０と外部装置であるＥＣＵ９およびバッテリ８とを電気的に接続する電気経路において、互いに独立させている。
【０１１５】
更に、コンデンサ３０１〜３０７の一端を信号線に接続するとともに、コンデンサ３０１〜３０７の他端を信号系グランドに接続している。
これにより、パワー系グランドにヒータ制御回路２８やセンサ制御装置２とは異なる他の電子装置（例えばモータ３１０）が接続されている場合でも、ヒータ制御回路２８に流れるヒータ電流やモータ３１０に流れる電流が、センサ出力に影響を与えることを防止できる。つまり、本実施形態では、外乱（ノイズ）が信号処理回路の出力に影響するのを抑制できるので、ＮＯｘ濃度の検出精度が向上するという顕著な効果を奏する。
【０１１６】
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、本発明は、ＮＯｘセンサのみならず、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ（例えば、ＨＣセンサ）に接続されるセンサ制御装置に対しても利用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
２…センサ制御装置
８…バッテリ
９…電子制御装置（ＥＣＵ）
１０…ＮＯｘセンサ（ガスセンサ）
２０…回路基板
２６…Ｉｐ１セル／Ｖｓセル制御回路
２７…Ｉｐ２セル制御回路
２８…ヒータ制御回路
２９…ＣＡＮ回路
３０…センサ端子部
３１…外部回路端子部
１００…センサ素子
１２０…Ｖｓセル（起電力セル）
１８０…ヒータ
３０１、３０３、３０５、３０７…コンデンサ
３１０…モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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